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文檔簡(jiǎn)介

第一章緒論

緒論

航空:是指人類利用器械在大氣層中所作的飛行活動(dòng)。風(fēng)箏孔明燈竹蜻蜓緒論一、航空器誕生發(fā)展

一、航空器誕生發(fā)展萊特兄弟60年代噴射機(jī)民用航空

緒論二、航空器飛行基礎(chǔ)一是要能克服地球?qū)ζ湟Φ淖饔枚且泄┢淦痫w降落的場(chǎng)地三是要有操縱航空器的飛行人員四是要有保障航空器安全飛行的規(guī)則

五是要有適于航空器飛行的外部氣象環(huán)境。二、航空器飛行基礎(chǔ)(一)航空器飛行的基本條件二、航空器飛行基礎(chǔ)

航空器要想克服地球引力浮在大氣層中自由飛行,必須有足夠的升力抵消航空器的重力,對(duì)于重于空氣的航空器而言,主要靠飛行中空氣流過(guò)航空器機(jī)翼或旋翼上下表面產(chǎn)生的壓力差(升力)來(lái)支撐航空器在空氣中飛行。氣球、飛艇類航空器則是靠充于內(nèi)部的氣體輕于航空器外部的空氣,產(chǎn)生了克服航空器自身重量的升力,使航空器浮于空氣中飛行。(二)航空器飛行的基礎(chǔ)原理

二、航空器飛行基礎(chǔ)圖1-1直升機(jī)、飛機(jī)圖1-2升力產(chǎn)生示意

航空器飛行,就是航空器離開(kāi)地面,靠自身升力消除自身重力的影響,在大氣層中運(yùn)動(dòng)。航空器飛行通常需要經(jīng)過(guò)起飛、空中飛行和降落地面三大過(guò)程。二、航空器飛行基礎(chǔ)(三)航空器飛行的實(shí)施過(guò)程二、航空器飛行基礎(chǔ)起飛,是指航空器離開(kāi)地面上升到空中安全飛行的過(guò)程。飛機(jī)起飛,是指飛機(jī)從開(kāi)始滑跑到離開(kāi)地面,并上升到起飛安全高度(即起飛越障高度一般規(guī)定為15米)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。飛機(jī)起飛過(guò)程一般分為滑跑、離地、小角度上升和上升等幾個(gè)階段。空中飛行,是指航空器在空中平穩(wěn)地保持住一種飛行姿態(tài)的運(yùn)動(dòng),通常有平飛、上升、下滑、轉(zhuǎn)彎、盤旋等姿態(tài),對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)而言,還有與戰(zhàn)術(shù)需要相關(guān)的各種飛行姿態(tài),如俯沖、躍升、各種特技飛行等姿態(tài)。降落,是指航空器結(jié)束空中飛行安全著陸到地面的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。飛機(jī)著陸是指飛機(jī)從著陸進(jìn)入高度(一般規(guī)定為15米)下滑并降落于地面,滑跑直至完全停止的整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程。飛機(jī)著陸可以分為下滑、拉平、平飄、接地和滑跑五個(gè)階段。著陸的主要特點(diǎn)是降低高度和減慢速度,以便使飛機(jī)輕輕接地,并盡快停止運(yùn)動(dòng)。(三)航空器飛行的實(shí)施過(guò)程三、航空器飛行管理

航空器飛行管理,主要是建立安全高效的飛行環(huán)境,設(shè)立擁有必要權(quán)力的管理機(jī)構(gòu),提供必要的法律與管理規(guī)章,建立并形成適當(dāng)?shù)陌踩芾頇C(jī)制。航空器及其設(shè)備的質(zhì)量管理航空器飛行環(huán)境建設(shè)管理航空器飛行人因安全管理航空器飛行的運(yùn)行管理

航空器飛行管理包括的四大類:緒論三、航空器飛行管理航空器適航性航空器適航管理概念

航空器飛行管理通常包括航空器及其設(shè)備的質(zhì)量管理,亦稱航空器及其設(shè)備的適航管理。(一)航空器及其設(shè)備的質(zhì)量管理

航空器適航管理的主要內(nèi)容有:1.

制定有關(guān)航空器適航規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、程序、指令或通告并監(jiān)督執(zhí)行。2.

對(duì)航空器進(jìn)行型號(hào)合格審定、頒發(fā)型號(hào)合格證。3.

對(duì)航空器(包括主要部件、零件)進(jìn)行生產(chǎn)許可審定,頒發(fā)生產(chǎn)許可證。4.

對(duì)已取得國(guó)籍登記證的航空器進(jìn)行檢查鑒定并頒發(fā)適航證。5.

為本國(guó)航空產(chǎn)品的出口廠商頒發(fā)出口適航證(或適航標(biāo)簽)以證明該產(chǎn)品符合本國(guó)的適航標(biāo)準(zhǔn);根據(jù)外國(guó)航空產(chǎn)品制造人的申請(qǐng),對(duì)其型號(hào)進(jìn)行審查,發(fā)給型號(hào)認(rèn)可證(或設(shè)計(jì)、批準(zhǔn)認(rèn)可書),證明其符合本國(guó)的或等同于本國(guó)的適航標(biāo)準(zhǔn)。6.

對(duì)維修企業(yè)進(jìn)行審定、頒發(fā)維修許可證,維修企業(yè)要根據(jù)獲批準(zhǔn)的維修大綱制定維修方案,對(duì)維修人員進(jìn)行考核并頒發(fā)執(zhí)照。7.

掌握航空器的持續(xù)適航狀況、頒發(fā)適航指令。8.

對(duì)安全問(wèn)題或事故進(jìn)行調(diào)查。對(duì)不符合適航標(biāo)準(zhǔn),違反規(guī)章的采取吊銷證書、執(zhí)照或勒令停飛、罰款等措施。三、航空器飛行管理(二)航空器飛行環(huán)境的建設(shè)管理三、航空器飛行管理

主體航空器飛行人員客體飛行環(huán)境飛行安全(二)航空器飛行環(huán)境的建設(shè)管理三、航空器飛行管理

航空器飛行環(huán)境安全管理,主要涉及機(jī)場(chǎng)的選址、設(shè)計(jì)與建設(shè),空域(包括航路)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),保障飛行的通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)設(shè)施設(shè)備的布局、規(guī)劃與建設(shè),與航空器安全運(yùn)行相關(guān)的法規(guī)、制度建設(shè),與航空器安全運(yùn)行相關(guān)的組織體制的設(shè)計(jì)、建立與改革,以及保障飛行的航空氣象的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)工作的組織與實(shí)施。(二)航空器飛行環(huán)境的建設(shè)管理三、航空器飛行管理

航空器飛行的人因安全管理,是指對(duì)涉及航空器飛行安全的各種人為因素,在深入分析研究致因條件、環(huán)境基礎(chǔ)上,有針對(duì)性地采取切實(shí)可行的措施,使各種影響飛行安全的致因消除在萌芽狀態(tài),確保航空器飛行安全。根據(jù)航空器飛行全過(guò)程涉及的人群,航空器飛行人因安全管理,主要在飛行人員、機(jī)務(wù)維護(hù)人員、航空管制人員和各種勤務(wù)保障人員中進(jìn)行。(三)航空器飛行的人因安全管理三、航空器飛行管理(四)航空器飛行的組織運(yùn)行管理

航空器飛行的組織運(yùn)行管理,是指在組織實(shí)施航空器飛行的全過(guò)程中,基于合理規(guī)劃、科學(xué)控制、提高效率、確保安全的思想,利用各種先進(jìn)管理工具,對(duì)航空器飛行全過(guò)程中的組織實(shí)施行為進(jìn)行科學(xué)有效的安排,并嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)程控制航空器飛行的進(jìn)度和質(zhì)量。三、航空器飛行管理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世緒論四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世1898年水下制導(dǎo)魚雷1914年無(wú)人駕駛小型飛機(jī)1918年“柯蒂斯”原型機(jī)二戰(zhàn)期間越戰(zhàn)期間1982年中東戰(zhàn)爭(zhēng)海灣戰(zhàn)爭(zhēng)90年代大型戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)21世紀(jì)大規(guī)模應(yīng)用(一)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)誕生無(wú)人飛行器分系統(tǒng):機(jī)體、動(dòng)力裝置、飛行控制與管理設(shè)備等;

任務(wù)設(shè)備分系統(tǒng):戰(zhàn)場(chǎng)偵察校射設(shè)備、電子對(duì)抗設(shè)備、通信中繼設(shè)備、攻擊任務(wù)設(shè)備、電子技術(shù)偵察設(shè)備、核生化探測(cè)設(shè)備、戰(zhàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備、靶標(biāo)設(shè)備等;

測(cè)控與信息傳輸分系統(tǒng):無(wú)線電遙控/遙測(cè)設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、中繼轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備等;

指揮控制分系統(tǒng):飛行操縱與管理設(shè)備、綜合顯示設(shè)備、地圖與飛行航跡顯示設(shè)備、任務(wù)規(guī)劃設(shè)備、記錄與回放設(shè)備、情報(bào)處理與通信設(shè)備、與其它情報(bào)和通信信息接口等;

發(fā)射與回收分系統(tǒng):與發(fā)射(起飛)和回收(著陸)有關(guān)的設(shè)備或裝置,如發(fā)射車、發(fā)射箱、助推器、起落架、回收傘、攔阻網(wǎng)等;

保障與維修分系統(tǒng):基層級(jí)保障維修設(shè)備,基地級(jí)保障維修設(shè)備等。(二)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世圖1-4無(wú)人機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)示意圖飛行控制、導(dǎo)航與制導(dǎo)是最關(guān)鍵的技術(shù)(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理1.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的基本任務(wù)是保持飛機(jī)姿態(tài)與航跡的穩(wěn)定,按指令改變飛機(jī)姿態(tài)與航跡,并完成導(dǎo)航計(jì)算、遙測(cè)數(shù)據(jù)傳送、任務(wù)控制與管理等。無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的基本任務(wù)是控制無(wú)人機(jī)按預(yù)設(shè)航路飛行,確保實(shí)時(shí)位置和速度等參數(shù)信息的確定。制導(dǎo)系統(tǒng)的基本任務(wù)是確定無(wú)人機(jī)與目標(biāo)的相對(duì)位置,引導(dǎo)無(wú)人機(jī)沿預(yù)定軌跡飛向目標(biāo)。在無(wú)人機(jī)上,自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和制導(dǎo)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)。1.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世圖1-5無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的“大腦”,主要完成飛行、操縱、指揮控制和任務(wù)管理功能。無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)包括平臺(tái)飛行控制系統(tǒng)和地面指揮控制站,是一種“人在回路”的大閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理2.無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

遙測(cè)、遙控與信息傳輸系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分之一。測(cè)控系統(tǒng)相當(dāng)于把有人機(jī)的駕駛艙放到了測(cè)控站中,無(wú)人機(jī)的駕駛員通過(guò)下行鏈路接收來(lái)自無(wú)人機(jī)各種傳感器給出的無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)信息、機(jī)載設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)信息,以及接收與處理從任務(wù)載荷設(shè)備獲取的各種任務(wù)信息,從而借助這些數(shù)據(jù),通過(guò)上行鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行和任務(wù)載荷設(shè)備的工作實(shí)現(xiàn)必要的控制,完成各種任務(wù)。(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理3.無(wú)人機(jī)的通信系統(tǒng)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

在不能完全依賴機(jī)上的導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)的情況下,還可以通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行相關(guān)角度和斜距的測(cè)量來(lái)確定無(wú)人機(jī)同測(cè)控站的相對(duì)位置,再結(jié)合測(cè)控站本身的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的跟蹤定位。當(dāng)無(wú)人機(jī)處于測(cè)控站的視距范圍外時(shí),需要使用中繼系統(tǒng)。依據(jù)情況不同可以選用以下三種中繼方案中的一種為其服務(wù)。地面中繼系統(tǒng)

中繼站設(shè)在地面上的中繼系統(tǒng)。中繼站可以與地面測(cè)控站規(guī)模相同,也可以是具有更好機(jī)動(dòng)性的小型站。地面中繼站實(shí)際上是一個(gè)增配了地面收發(fā)設(shè)備的測(cè)控站,主要用來(lái)克服地形對(duì)無(wú)線電電波的阻擋??罩兄欣^系統(tǒng)

當(dāng)?shù)孛鏈y(cè)控站與無(wú)人機(jī)之間由于地形阻擋或距離太遠(yuǎn)而不能實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通信時(shí),可以通過(guò)在無(wú)人機(jī)、有人機(jī)、飛艇、氣球等空中平臺(tái)上設(shè)置中繼站實(shí)現(xiàn)空中中繼測(cè)控與信息傳輸。(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理3.無(wú)人機(jī)的通信系統(tǒng)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世衛(wèi)星中繼系統(tǒng)衛(wèi)星中繼是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)超視距測(cè)控與信息傳輸?shù)淖钣行Х绞?。地球同步衛(wèi)星作為中繼平臺(tái)具有傳輸容量大、覆蓋范圍廣、連續(xù)性好的特點(diǎn),適用于大型無(wú)人機(jī)。小型無(wú)人機(jī)可以使用近地軌道衛(wèi)星組成的多衛(wèi)星平臺(tái),但傳輸容量較小。在使用中繼衛(wèi)星時(shí),仍需配置視距內(nèi)的測(cè)控與信息傳輸鏈路,包括無(wú)人機(jī)起降時(shí)的需求。(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理3.無(wú)人機(jī)的通信系統(tǒng)衛(wèi)星中繼系統(tǒng)地球同步衛(wèi)星近地軌道衛(wèi)星組成的多衛(wèi)星平臺(tái)傳輸容量大覆蓋范圍廣連續(xù)性好傳輸容量小特點(diǎn)特點(diǎn)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

程序/指令控制:程序控制指按預(yù)先裝訂的內(nèi)容(預(yù)編程序)由自動(dòng)駕駛儀自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的控制,以完成預(yù)先確定的航路和規(guī)劃的任務(wù)。指令控制則是向駕駛儀提供導(dǎo)引和控制指令。

半自主控制:半自主控制指任務(wù)控制站根據(jù)最新的態(tài)勢(shì)感知結(jié)果實(shí)時(shí)生成任務(wù)計(jì)劃,通過(guò)數(shù)據(jù)鏈加載到無(wú)人飛行平臺(tái),平臺(tái)控制系統(tǒng)根據(jù)飛行中加載的任務(wù)計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)決策和控制。

自主控制:自主控制意味著能在線感知態(tài)勢(shì),并按確定的任務(wù)、原則在飛行中進(jìn)行自主決策并執(zhí)行任務(wù)。

遙控控制:遙控控制主要指操作員實(shí)時(shí)精確控制飛行器的氣動(dòng)舵面和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的過(guò)程。其中通信鏈路的可靠和暢通無(wú)疑是整個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。

工作原理:上傳指令和下傳信號(hào)。4.無(wú)人機(jī)基本控制方式(三)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世重點(diǎn)1.無(wú)人機(jī)放飛技術(shù)2.無(wú)人機(jī)的回收技術(shù)3.回收控制系統(tǒng)4.幾種典型的回收方式(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世特點(diǎn)

對(duì)于無(wú)人機(jī)的發(fā)射,通常要求發(fā)射設(shè)備具備簡(jiǎn)單、發(fā)射距離短、可靠性高等特點(diǎn)。1.無(wú)人機(jī)放飛技術(shù)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世1.無(wú)人機(jī)放飛技術(shù)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理地面發(fā)射的常見(jiàn)方式是零長(zhǎng)發(fā)射和滑軌式發(fā)射,而大展弦比機(jī)翼和長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)通常使用起落架滑跑起飛??罩邪l(fā)射方式具有高機(jī)動(dòng)性和廣泛的活動(dòng)范圍,可減少無(wú)人機(jī)燃油負(fù)荷和航程要求,適用于大、中、小型無(wú)人機(jī)。美國(guó)有許多大型無(wú)人機(jī)采用空中發(fā)射方式。容器式發(fā)射裝置常用于發(fā)射小型無(wú)人機(jī),或用于軍艦和潛艇上發(fā)射無(wú)人機(jī)。垂直起飛方式是海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)常用的無(wú)人機(jī)起飛方式。八種無(wú)人機(jī)發(fā)射方式四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世起落架滑跑起飛(地面發(fā)射)

大展弦比機(jī)翼的無(wú)人機(jī),特別是長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī),通常用起落架滑跑起飛方式。(1)有些無(wú)人機(jī)采用可棄式起落架,在無(wú)人機(jī)滑跑起飛后起落架便被扔下,回收無(wú)人機(jī)時(shí)采用別的方式。

(2)大多數(shù)無(wú)人機(jī),尤其是中、小型無(wú)人機(jī),采用非收縮型起落架,航程較遠(yuǎn)和飛行時(shí)間較長(zhǎng)的大型無(wú)人機(jī)用收縮型起落架。

(3)起飛滑跑跑道短,對(duì)跑道的要求也不如有人飛機(jī)那樣苛求。例如,美國(guó)的“禿鷹”、巴西的BQJVI-II31Z采用可棄式起落架。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

手發(fā)射:這種發(fā)射方式最簡(jiǎn)單,由一人或兩人把握,靠無(wú)人機(jī)自身動(dòng)力起飛。

零長(zhǎng)發(fā)射(地面發(fā)射):無(wú)人機(jī)安裝在零長(zhǎng)發(fā)射裝置上,在一臺(tái)或多臺(tái)(通常是兩臺(tái))助飛火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力作用下飛離發(fā)射裝置,飛機(jī)起飛后扔掉助飛火箭,由機(jī)上主發(fā)動(dòng)機(jī)完成飛行任務(wù)。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

滑軌式發(fā)射:無(wú)人機(jī)安裝在軌道式發(fā)射裝置上,在自身助飛發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)射裝置上的動(dòng)力裝置作用下起飛。無(wú)人機(jī)飛離發(fā)射裝置后,在主發(fā)動(dòng)機(jī)作用下完成飛行任務(wù)。發(fā)射裝置上的動(dòng)力裝置有彈力式、液壓式和氣動(dòng)式動(dòng)力裝置。

由發(fā)射車上起飛:無(wú)人機(jī)安裝在三輪或四輪發(fā)射車上,機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)的推力作用使無(wú)人機(jī)與發(fā)射車組合體沿普通跑道滑跑。當(dāng)加速到無(wú)人機(jī)起飛速度時(shí)釋放無(wú)人機(jī)。組合體的滑跑方向由地面站發(fā)指令控制?;苈肪€有直線滑跑和沿圓周線滑跑兩種。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

母機(jī)攜帶,空中發(fā)射:無(wú)人機(jī)由有人飛機(jī)(固定翼妞機(jī)或旋翼式直升機(jī))攜帶到空中,當(dāng)飛到某飛行高度和速度時(shí),空中發(fā)射無(wú)人機(jī)。固定翼母機(jī)攜帶無(wú)人機(jī),一般采用翼下懸掛或機(jī)腹半隱蔽式攜帶方式,直升機(jī)一般由機(jī)身兩側(cè)攜帶無(wú)人機(jī)。

容器式發(fā)射裝置發(fā)射:容器式發(fā)射裝置是一種封閉式發(fā)射裝置,兼?zhèn)浒l(fā)射與儲(chǔ)存無(wú)人機(jī)功能。它有單室式和多室式兩種類型。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世垂直起飛

旋翼飛機(jī)垂直起飛:這種起飛著陸方式是以旋翼為無(wú)人機(jī)升力工具的,不同于固定翼無(wú)人機(jī)。在無(wú)人機(jī)起落時(shí),不需要其它發(fā)射裝置,而是靠高速旋轉(zhuǎn)的旋翼。主要有以下4種類型:1.主旋翼/尾旋翼(尾槳)式無(wú)人機(jī)垂直起落。它同常規(guī)有人直升機(jī)類同。2.共軸雙旋翼式無(wú)人機(jī)垂直起落。這種無(wú)人機(jī)有一對(duì)共軸反向旋轉(zhuǎn)的旋翼,每個(gè)旋翼有2個(gè)或2個(gè)以上槳葉。這對(duì)上下安置的旋翼高速反向旋轉(zhuǎn),可以相互抵消反作用力矩,使無(wú)人機(jī)處于力矩平衡狀態(tài)。例如加拿大的CL-227"哨兵"和德國(guó)的“西莫斯”(Seamos)LV無(wú)人機(jī)。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世3、單旋翼式旋翼臺(tái)垂直起落。旋翼臺(tái)上裝一個(gè)旋翼,旋翼有2個(gè)槳葉或3個(gè)槳葉,在每個(gè)漿葉的端部有噴口,旋翼臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)后排出的氣體通過(guò)槳葉端部的噴口高速噴出,產(chǎn)生反作用力,使旋翼高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生升力。這種旋翼臺(tái)工作高度一般為兒百米,用于作戰(zhàn)偵察。例如德國(guó)的Do34“田鳧”(Kiebitz)。4、涵道旋翼式無(wú)人機(jī)垂直起落。這種無(wú)人機(jī)沒(méi)有固定翼和外露的旋翼,其旋翼安裝在圓環(huán)形機(jī)體內(nèi),稱作涵道旋翼。機(jī)上少則有1個(gè)涵道旋翼,多則有8個(gè)涵道旋翼,由機(jī)上動(dòng)力裝置(轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng),高速旋轉(zhuǎn),使無(wú)人機(jī)垂直起落。例如美國(guó)的E410M、P115M、R124M、200-XR和“賽弗"(Cypher)。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

固定翼飛機(jī)垂直起飛:固定翼無(wú)人機(jī)垂直起飛有兩種情況。

一種是飛機(jī)在起飛時(shí),以垂直姿態(tài)安置在發(fā)射場(chǎng)上,由飛機(jī)尾支座支撐飛機(jī),在機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)作用下起飛。例如,美國(guó)的XF3QM一108A無(wú)人機(jī)保留普通起落架裝置,機(jī)尾有尾支座,可采用起落架滑跑方式起飛,也可以垂直姿態(tài)起飛。另一種是在機(jī)上配備垂直起飛用發(fā)動(dòng)機(jī),在該發(fā)動(dòng)機(jī)推力作用下,飛機(jī)垂直起飛。例如,美國(guó)格魯門公司設(shè)計(jì)的754型無(wú)人機(jī),機(jī)上裝兩種發(fā)動(dòng)機(jī),一種是巡航用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),它沿?zé)o人機(jī)縱軸方向安裝于機(jī)下發(fā)動(dòng)機(jī)短艙內(nèi),另一種是起飛(著陸)用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),裝于機(jī)身內(nèi)重心處。發(fā)動(dòng)機(jī)軸線相對(duì)于飛機(jī)垂直線前傾200,它只在無(wú)人機(jī)起飛(著陸)階段工作30s左右,由它提供85%垂直起飛升力,由渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)提供15%垂直起飛升力,在這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的作用下,飛機(jī)垂直起飛/著陸。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)性能好壞的重要指標(biāo):能否安全可靠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)回收。關(guān)鍵技術(shù)1.高精度無(wú)人機(jī)回收導(dǎo)航系統(tǒng);2.高精度、高可靠性的飛行控制系統(tǒng);3.可靠、安全的緩沖回收系統(tǒng)。2.無(wú)人機(jī)的回收技術(shù)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世回收系統(tǒng)的典型要求如下:(1)能從飛行性能總范圍內(nèi)任一點(diǎn)回收。(2)對(duì)飛行器或機(jī)載設(shè)備的損傷最小。(3)回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、質(zhì)量最輕、體積最小且易于安裝。(4)能長(zhǎng)期存儲(chǔ)和在惡劣的環(huán)境條件下工作。(5)回收和修復(fù)的成本低。(6)著陸準(zhǔn)確。(7)對(duì)戰(zhàn)斗損傷和訓(xùn)練射擊損傷不敏感。(8)壽命周期成本低。目前,主要的回收方式有傘回收、網(wǎng)回收、氣袋回收、氣墊回收、空中回收、火箭制動(dòng)回收等。2.無(wú)人機(jī)的回收技術(shù)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世系統(tǒng)作用:控制無(wú)人機(jī)平穩(wěn)、安全、準(zhǔn)確地飛向回收點(diǎn)。系統(tǒng)類型無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛行自主型引導(dǎo)型導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)駕駛儀3.回收控制系統(tǒng)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世

系統(tǒng)可分為自主型和引導(dǎo)型。自主型即無(wú)人機(jī)完全在自身智能化控制下降落,引導(dǎo)型則是人為的施加控制命令信號(hào),對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行回收。

無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛行主要由導(dǎo)航系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛儀完成。為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定點(diǎn)回收,必須由高精度導(dǎo)航系統(tǒng)提供各類飛行信息,包括速度、方位、姿態(tài)等,然后通過(guò)飛行控制計(jì)算機(jī)操縱發(fā)動(dòng)機(jī)或舵機(jī),控制無(wú)人機(jī)回收。無(wú)人機(jī)回收導(dǎo)航系統(tǒng)主要由地面分系統(tǒng)和機(jī)載分系統(tǒng)兩部分組成,主要有以下三種導(dǎo)航方式。3.回收控制系統(tǒng)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理導(dǎo)航方式雷達(dá)導(dǎo)航遙測(cè)導(dǎo)航GPS組合導(dǎo)航四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世3.回收控制系統(tǒng)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理雷達(dá)導(dǎo)航雷達(dá)能夠在能見(jiàn)度極差的情況下提供高分辨率的類似光學(xué)成像的圖像,通過(guò)對(duì)比雷達(dá)圖像和儲(chǔ)存的無(wú)人機(jī)數(shù)字圖像信息來(lái)確定無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)位置。當(dāng)無(wú)人機(jī)偏離預(yù)定航線時(shí),地面站可以發(fā)出控制指令,使無(wú)人機(jī)按預(yù)定航線飛行回收。

這種導(dǎo)航方式的優(yōu)點(diǎn)是主要設(shè)備安裝在地面上,無(wú)人機(jī)體積小、質(zhì)量輕、成本低。

缺點(diǎn)是定位精度受限于雷達(dá)的定向精度,精度約為米級(jí),機(jī)載航向陀螺也會(huì)隨著飛行距離的增加造成誤差累積;

回收必須使用地面雷達(dá)站,增加費(fèi)用,并且在某些地區(qū)無(wú)法設(shè)置雷達(dá)站會(huì)受到限制;此外,所需雷達(dá)設(shè)備價(jià)格昂貴。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世3.回收控制系統(tǒng)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理遙測(cè)導(dǎo)航地面設(shè)備包括自動(dòng)測(cè)向設(shè)備、制導(dǎo)計(jì)算機(jī)和無(wú)線電遙控設(shè)備。機(jī)載設(shè)備包括無(wú)線電信號(hào)發(fā)射機(jī)、遙控接收機(jī)、飛行控制計(jì)算機(jī)、自動(dòng)駕駛儀和舵機(jī)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人機(jī)發(fā)射信號(hào)作為輻射源,地面站使用無(wú)線電測(cè)向設(shè)備測(cè)得無(wú)人機(jī)的姿態(tài),采用無(wú)線電應(yīng)答方式測(cè)量無(wú)人機(jī)的距離,利用高度傳感器和遙測(cè)信道測(cè)得無(wú)人機(jī)的高度,然后通過(guò)無(wú)人機(jī)的姿態(tài)、距離和高度來(lái)確定飛行參數(shù)。當(dāng)無(wú)人機(jī)偏離航線時(shí),通過(guò)遙控系統(tǒng)將其引導(dǎo)到預(yù)定目。

遙測(cè)導(dǎo)航方式受地面測(cè)量設(shè)備精度的限制,適用于近程使用,而遠(yuǎn)距離定位可能受到無(wú)線電信號(hào)延遲問(wèn)題的影響。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世3.回收控制系統(tǒng)(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)

GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)和慣性導(dǎo)航(InertialNavigationSystem,INS)組合導(dǎo)航的總體性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于各自獨(dú)立的系統(tǒng),因此普遍認(rèn)為GPS/INS是目前和今后進(jìn)行空中、海上和陸地導(dǎo)航定位較為理想的系統(tǒng)。其組合方案很多,不同的組合方案可實(shí)現(xiàn)不同性能要求和應(yīng)用目的,如采用位置、速度組合的GPS/INS導(dǎo)航系統(tǒng),采用偽距、偽距率組合的GPS/INS導(dǎo)航系統(tǒng)。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世4.幾種典型的回收方式(四)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作原理

一些無(wú)人機(jī)采用非整機(jī)回收,僅回收任務(wù)設(shè)備艙而不是整個(gè)飛機(jī)。例如,美國(guó)的D-21B/GTL-21B在完成飛行任務(wù)后,任務(wù)設(shè)備艙會(huì)被彈射出機(jī)體,然后由C-130飛機(jī)在空中進(jìn)行回收。而一些小型無(wú)人機(jī)在回收時(shí)則不需要任何回收工具,它們可以通過(guò)某個(gè)機(jī)身部分直接著地回收。通常情況下,采用這種簡(jiǎn)單回收方式的無(wú)人機(jī)重量小于10公斤,最大尺寸不超過(guò)3.5米。例如,英國(guó)的UMAC1I飛翼式無(wú)人機(jī)在完成任務(wù)后會(huì)通過(guò)機(jī)腹著陸直接回收。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世降落傘回收

由于翼載大、飛行速度高,一些大型的遙控?zé)o人機(jī)在場(chǎng)地狹小的地區(qū)不能正常下滑著陸。因此,這些無(wú)人機(jī)多數(shù)采用降落傘懸吊回收的方案?;厥諅憧蛇x擇的結(jié)構(gòu)形式有方形傘、平面圓頂傘、底邊延伸傘、十字形傘等。地面發(fā)指令飛機(jī)減速降高開(kāi)傘減速統(tǒng)發(fā)信號(hào)回收控制系主傘開(kāi)傘充氣著陸

主傘脫離四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世空中回收空中回收,在大飛機(jī)上必須有中空回收系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)上除了有阻力傘和主傘之外,還需有鉤掛傘、吊索和可旋轉(zhuǎn)的脫落機(jī)構(gòu)。

這種回收方式不會(huì)損傷無(wú)人機(jī),但是為回收無(wú)人機(jī)要出動(dòng)大飛機(jī),費(fèi)用高;在回收時(shí)要求大犯機(jī)駕駛員有高的駕駛技術(shù),受天氣影響大,加上傘的性能無(wú)法事先估計(jì),其回收的可靠性低。隨著回收技術(shù)的提高,回收的可靠性將會(huì)提高。

其簡(jiǎn)單回收過(guò)程如下:地面站發(fā)送遙控指令,無(wú)人機(jī)停止發(fā)動(dòng)機(jī)并展開(kāi)阻力傘。在下降至一定高度和速度時(shí),回收控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào),打開(kāi)主傘和鉤掛傘。主傘先充氣,然后鉤掛傘下的吊索保持朝向主傘的方向,在吊索上安裝了指示風(fēng)向的旗幟,以便大型飛機(jī)識(shí)別和鉤住鉤掛傘。大型飛機(jī)逆風(fēng)接近,鉤住鉤掛傘后,主傘自動(dòng)與無(wú)人機(jī)分離,然后大型飛機(jī)使用絞盤將無(wú)人機(jī)吊起,并進(jìn)行空中運(yùn)輸。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世起落架滑輪著陸1)對(duì)跑道要求不如有人飛機(jī)苛求。2)有些無(wú)人機(jī)的起落架局部被設(shè)計(jì)成較脆弱,允許著陸時(shí)撞地?fù)p壞,吸收能量。例如,英國(guó)的“大烏鴉”,這是一種機(jī)重15kg,翼展2.70m,機(jī)長(zhǎng)2.10m的小型無(wú)人機(jī),機(jī)身下有著陸滑橇,機(jī)翼有翼尖滑橇,翼尖滑橇較脆弱,回收時(shí)允許折斷,以吸收撞擊力。3)為縮短著陸滑跑距離,有些無(wú)人機(jī)如以色列的“先鋒”、“猛犬”、“偵察兵”等在機(jī)尾裝尾鉤,在著陸滑跑時(shí),尾鉤鉤住地面攔截繩,大大縮短了著陸滑跑距離。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世攔截網(wǎng)回收

攔截網(wǎng)系統(tǒng)回收無(wú)人機(jī)是目前世界小型無(wú)人機(jī)較普遍采用的回收方式之一。攔截網(wǎng)系統(tǒng)通常由攔截網(wǎng)、能量吸收裝置和自動(dòng)引導(dǎo)設(shè)備組成。能量吸收裝置與攔截網(wǎng)相連,其作用是吸收無(wú)人機(jī)撞網(wǎng)的能量,免得無(wú)人機(jī)觸網(wǎng)后在網(wǎng)上彈跳不停以致?lián)p傷。

自動(dòng)引導(dǎo)設(shè)備一般是一部置于網(wǎng)后的電視攝像機(jī),或是裝在攔截網(wǎng)架上的紅外接收機(jī),由它們及時(shí)向地面站報(bào)告無(wú)人機(jī)返航路線的偏差。當(dāng)無(wú)人機(jī)返航時(shí),地面控制站要求無(wú)人機(jī)以小角度下滑,最大速度不得超過(guò)120KM/h,操縱人員通過(guò)電視監(jiān)視器監(jiān)視無(wú)人機(jī)飛行,并根據(jù)地面電視攝像機(jī)拍攝的圖像,或紅外接收機(jī)接收到的無(wú)人機(jī)信號(hào),確定返航路線的偏差,然后半自動(dòng)地控制無(wú)人機(jī),修正飛行路線,對(duì)準(zhǔn)地面攝像機(jī)的瞄準(zhǔn)線,飛向攔截網(wǎng)。

無(wú)人機(jī)觸網(wǎng)時(shí)的過(guò)載通常不能大于6G,以免攔截網(wǎng)遭到較大損壞。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世氣墊著陸

在無(wú)人機(jī)的機(jī)腹四周裝上“橡膠裙邊”,中間有一個(gè)帶孔的氣囊發(fā)動(dòng)機(jī)把空氣壓人氣囊,壓縮空氣從囊孔噴出,在機(jī)腹下形成高壓空氣區(qū)-—?dú)鈮|。氣墊能夠支托無(wú)人機(jī)貼近地面,而不與地面發(fā)生猛烈撞擊。

氣墊著陸的最大優(yōu)點(diǎn)是,無(wú)人機(jī)能在未經(jīng)平整的地面、泥地、冰雪地或水上著陸,不受地形條件限制。其次,不受無(wú)人機(jī)大小、輕重限制,且回收速率高,據(jù)說(shuō)可以達(dá)到1分鐘/架次,而空中回收則是1小時(shí)1架次。垂直著陸回收旋翼航空器,則以旋翼旋轉(zhuǎn)作為獲取升力的來(lái)源,調(diào)節(jié)旋翼的旋轉(zhuǎn)速度以改變升力,使無(wú)人機(jī)緩慢著陸;固定翼航空器,則是以發(fā)動(dòng)機(jī)推力直接抵消重力,使無(wú)人機(jī)緩慢著陸。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(五)無(wú)人機(jī)支撐技術(shù)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(五)無(wú)人機(jī)支撐技術(shù)1.無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)人機(jī)的總體設(shè)計(jì)任務(wù)是選擇適合的布局并確定最佳參數(shù)組合,以滿足性能要求。與有人駕駛飛機(jī)相比,無(wú)人機(jī)需要考慮自動(dòng)控制系統(tǒng)以確保正常飛行,以及較大比例的電子設(shè)備質(zhì)量和特殊的發(fā)射與回收裝置。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化可以快速比較眾多方案,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短周期和降低成本。由于無(wú)人機(jī)的特點(diǎn),現(xiàn)有的有人駕駛飛機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)無(wú)法直接適用。無(wú)人機(jī)的機(jī)身布置、結(jié)構(gòu)受載和操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)都與有人駕駛飛機(jī)存在差異。飛機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,很難通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式和求導(dǎo)來(lái)優(yōu)化參數(shù)。因此,飛機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化需要采用多變量?jī)?yōu)化的直接方法,通過(guò)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值來(lái)確定優(yōu)化策略。研究與發(fā)展工作除了依靠風(fēng)洞試驗(yàn)和空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算等手段,還應(yīng)重視飛行試驗(yàn)的驗(yàn)證。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(五)無(wú)人機(jī)支撐技術(shù)2.無(wú)人機(jī)動(dòng)力裝置技術(shù)無(wú)人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)需求不斷提高。大型無(wú)人機(jī)需要低油耗、高可靠性的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)滿足長(zhǎng)時(shí)間飛行的要求。

微型無(wú)人機(jī)則探索新的動(dòng)力概念,如生物能轉(zhuǎn)化和太陽(yáng)能技術(shù)?;钊l(fā)動(dòng)機(jī)適合低油耗、輕質(zhì)量的需求,而渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)適用于大型無(wú)人機(jī)的高空飛行。太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)具有發(fā)展?jié)摿Α?刂萍夹g(shù)、冷卻技術(shù)、消音技術(shù)和紅外抑制技術(shù)也需要進(jìn)一步研究。

為滿足不同需求,需要開(kāi)發(fā)小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、小型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、低成本高推重比的重油發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓技術(shù)。同時(shí),研究高性能火箭/空氣吸氣式組合發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)滿足超高速無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)的需求。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(五)無(wú)人機(jī)支撐技術(shù)3.機(jī)載任務(wù)設(shè)備技術(shù)隨著雷達(dá)、光電和數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展,21世紀(jì)的無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)設(shè)備正朝著全天候、高分辨率、遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)化和小型化方向發(fā)展。無(wú)人機(jī)的性能將有質(zhì)的飛躍,探測(cè)距離將大幅增加,靈敏度和分辨率更高,同時(shí)質(zhì)量和體積更小。

無(wú)人機(jī)機(jī)載雷達(dá)和光電/紅外傳感器作為基本任務(wù)設(shè)備得到快速發(fā)展,而無(wú)人機(jī)機(jī)載情報(bào)偵察系統(tǒng)也被視為重要平臺(tái)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)之一。

它具有飛行高度較低、速度較慢、航時(shí)較長(zhǎng)的特點(diǎn),并能夠深入敵方領(lǐng)域獲取重要信息。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(五)無(wú)人機(jī)支撐技術(shù)4.綜合測(cè)控技術(shù)無(wú)人機(jī)測(cè)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),用于解決超視距條件下對(duì)無(wú)人機(jī)的跟蹤定位、遙控指令和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。目前有兩種主要解決方案:一是研究小型無(wú)人機(jī)作為中繼系統(tǒng),用于中、短距離測(cè)控;二是利用衛(wèi)星信道實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離無(wú)人機(jī)的測(cè)控和傳輸偵察信息。這主要適應(yīng)于遠(yuǎn)距離測(cè)控(300km以上)5.無(wú)人機(jī)偵查圖像信息壓縮傳輸技術(shù)無(wú)人偵察機(jī)活動(dòng)圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)包括速高比適中、目標(biāo)像素小、目標(biāo)數(shù)量大、圖像是滿屏運(yùn)動(dòng)以及幀間相關(guān)性較差。為了保證遠(yuǎn)距離傳輸?shù)母邷?zhǔn)確性和可靠性,偵察圖像需要具有高分辨率、低失真,并盡可能使用較窄的傳輸帶寬。因此,中遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)偵察需要采用特殊的數(shù)字化壓縮傳輸體制,選擇合適的壓縮算法,并利用專用的圖像處理芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)安全傳輸。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(五)無(wú)人機(jī)支撐技術(shù)6.通信導(dǎo)航技術(shù)無(wú)人機(jī)高精度定位技術(shù)要求遙控、遙測(cè)、導(dǎo)航和傳播信息具有強(qiáng)實(shí)時(shí)性和高精度。遙控指令實(shí)時(shí)控制飛機(jī)和任務(wù)設(shè)備,遙測(cè)信息實(shí)時(shí)反映其狀態(tài)。導(dǎo)航定位需要高實(shí)時(shí)性和精度。現(xiàn)在無(wú)人機(jī)系統(tǒng)趨向于采用慣導(dǎo)、GPS和GLONASS等組合導(dǎo)航定位技術(shù),以提高定位的實(shí)時(shí)性和精度。7.抗干擾技術(shù)無(wú)人機(jī)抗截獲傳輸技術(shù)用于復(fù)雜電子環(huán)境中的無(wú)人機(jī)系統(tǒng),為提高生存能力,需要采取抗干擾和保密措施。研究全數(shù)字化擴(kuò)頻解擴(kuò)技術(shù),包括零中頻處理、高增益數(shù)字相關(guān)處理和高速信號(hào)處理。探索跳頻與直接序列擴(kuò)頻相結(jié)合的抗截獲信息傳輸技術(shù),包括高速穩(wěn)定的頻率綜合器和擴(kuò)跳結(jié)合的捕獲跟蹤技術(shù)。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世重要性1.可以指導(dǎo)無(wú)人機(jī)的發(fā)展;2.可以作為編寫無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù),不同類的無(wú)人機(jī),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)有差別;3.是我國(guó)各軍兵種針對(duì)不同裝備需求決策裝備不同性能無(wú)人機(jī)的需要,鑒于我國(guó)無(wú)人機(jī)發(fā)展態(tài)勢(shì),無(wú)人機(jī)分類非常必要,意義深遠(yuǎn)。(六)無(wú)人機(jī)分類方法四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(1)按使用性質(zhì)和歸屬分①民用無(wú)人機(jī)——主要是民間使用。一般用于攝影、勘察、危險(xiǎn)探情和航空愛(ài)好等用途。②軍用無(wú)人機(jī)——主要為軍事目的所用。一般用于情報(bào)偵察、戰(zhàn)場(chǎng)偵察和空中作戰(zhàn)等用途。③科研無(wú)人機(jī)——主要為研究、試驗(yàn)、科學(xué)目的或類似用途而使用。(2)按飛行質(zhì)量分①微型無(wú)人機(jī)——最大起飛質(zhì)量<250g的無(wú)人機(jī)②小型無(wú)人機(jī)——250g<最大起飛質(zhì)量<25kg的無(wú)人機(jī)③中型無(wú)人機(jī)——25kg<最大起飛質(zhì)量<150kg的無(wú)人機(jī)④大型無(wú)人機(jī)——最大起飛重量>150kg的無(wú)人機(jī)1.傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)分類方法(六)無(wú)人機(jī)分類方法四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(六)無(wú)人機(jī)分類方法(3)按飛行航程分①超近程無(wú)人機(jī)——活動(dòng)半徑一般在10公里以內(nèi),通常是微型無(wú)人機(jī)。由于這類無(wú)人機(jī)體型微小,有效載荷特別是燃料少,因此航程短。②近程無(wú)人機(jī)——活動(dòng)半徑一般在200公里以內(nèi)。主要為作戰(zhàn)指揮人員提供200公里范圍內(nèi)的情報(bào)或?yàn)榕诒浒惺褂?。③中程無(wú)人機(jī)——活動(dòng)半徑一般在700公里左右,主要用于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察,毀傷效果評(píng)估等。④遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)——航程一般在4000公里以上。通常用于敵縱深監(jiān)視與偵察,為實(shí)現(xiàn)空地一體戰(zhàn)的敵重縱深打擊提供先決條件。該類無(wú)人機(jī)能在高對(duì)抗強(qiáng)度戰(zhàn)場(chǎng)生存,具有精確制導(dǎo)、目標(biāo)定位、自動(dòng)跟蹤目標(biāo)等作戰(zhàn)能力。(4)按飛行高度分①超低空無(wú)人機(jī)——飛行高度一般在100米以下。②中低空無(wú)人機(jī)——飛行高度一般在100—7000米。③高空無(wú)人機(jī)——飛行高度一般在7000—15000米。④超高空無(wú)人機(jī)——飛行高度一般在15000米以上。1.傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)分類方法四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(六)無(wú)人機(jī)分類方法(5)按使用空域分①注冊(cè)航空器/III類UAS該類無(wú)人機(jī)能在所有空域中運(yùn)行。無(wú)空速限制。與有人機(jī)一樣遵循“CCAR-91一般運(yùn)行與飛行規(guī)則”的要求。即:要求具備與有人機(jī)同樣安全的“SAA(感知—避讓)”功能。要求“適航證”、“操作人員的合格證書/執(zhí)照”。該類無(wú)人機(jī)一般是在視距外飛行。②非標(biāo)準(zhǔn)航空器/II類UAS該類無(wú)人機(jī)在“未知交通空域”內(nèi)運(yùn)行,也可以使用交通量較少、有塔臺(tái)的小機(jī)場(chǎng),但在機(jī)場(chǎng)內(nèi)不能與其它航空器共享空域。指示空速建議不超463Km/h。這類無(wú)人機(jī)可在指定的限制條件下進(jìn)行常規(guī)飛行。要求“適航證”、“操作人員的合格證書/執(zhí)照”。③遙控模型機(jī)/I類UAS該類無(wú)人機(jī)在遠(yuǎn)離機(jī)場(chǎng)的低空(400米,AGL以下)空域飛行??账傧拗疲褐甘究账?00海里/小時(shí)(建議)。按該類無(wú)人機(jī)遙控模型機(jī)管理。1.傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)分類方法四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(六)無(wú)人機(jī)分類方法(6)按留空飛行時(shí)間分①短航時(shí)無(wú)人機(jī)——留空續(xù)航時(shí)間一般在10小時(shí)以內(nèi)。②長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)——留空續(xù)航時(shí)間一般在10小時(shí)以上。(7)按控制模式分①遙控式——由地面人員通過(guò)無(wú)線電發(fā)送指令并有效控制飛行的無(wú)人機(jī),操控員實(shí)時(shí)操縱控制面板上的按鈕開(kāi)關(guān),由地面發(fā)射機(jī)發(fā)出對(duì)應(yīng)的無(wú)線電指令信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)人機(jī)的遙控接收機(jī)上,用指令控制無(wú)人機(jī)飛行的高度、速度、航向等參數(shù),并實(shí)施預(yù)定的飛行計(jì)劃和工作計(jì)劃。②半自主式——在有地面控制指令時(shí)按控制指令飛行,在無(wú)地面控制指令時(shí)按預(yù)編程序指令飛行的無(wú)人機(jī)。操控員通過(guò)飛行管理系統(tǒng)界面去執(zhí)行任務(wù)或改變?nèi)蝿?wù),在沒(méi)有輸入控制指令情況下,無(wú)人機(jī)將實(shí)施預(yù)編程序的自動(dòng)飛行。③自主式——按預(yù)先輸入的程序指令,自動(dòng)飛行并執(zhí)行預(yù)定任務(wù)的無(wú)人機(jī),也稱為時(shí)間程序控制型無(wú)人機(jī)。④三者兼?zhèn)涫綗o(wú)人機(jī)——具有遙控式、自主式和半自主式功能的無(wú)人機(jī)稱為三者兼?zhèn)涫綗o(wú)人機(jī)。1.傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)分類方法四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(六)無(wú)人機(jī)分類方法(8)按投放方式分①火箭助推發(fā)射——在起飛投放時(shí),是將無(wú)人機(jī)裝在發(fā)射架上,借助固體火箭助推器的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)零高度發(fā)射起飛。火箭助推發(fā)射裝置可以車載或船載,其展開(kāi)或撤收簡(jiǎn)便、迅速,所需發(fā)射場(chǎng)地很小,適合在前沿地區(qū)、山區(qū)或艦船上使用。②.母機(jī)空中投放——是由有人駕駛飛機(jī)(母機(jī))把無(wú)人機(jī)帶到空中,當(dāng)飛到預(yù)定飛行高度和速度時(shí),在指定空域起動(dòng)無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)后投放。③自主起飛——像有人機(jī)一樣利用機(jī)場(chǎng)跑道滑跑起飛或利用自身旋翼產(chǎn)生的升力垂直起飛。1.傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)分類方法四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(六)無(wú)人機(jī)分類方法2.基于型譜的無(wú)人機(jī)分類方法

通常的無(wú)人機(jī)分類方法,是從單一方面對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行的描述,為了便于對(duì)軍用無(wú)人機(jī)的研制、生產(chǎn)、定型和裝備進(jìn)行規(guī)范管理,人們也借鑒有人機(jī)的管理方法,將無(wú)人機(jī)按照型譜進(jìn)行分類。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世(六)無(wú)人機(jī)分類方法3.基于我國(guó)空管實(shí)踐的無(wú)人機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)

無(wú)人機(jī)的傳統(tǒng)分類方法強(qiáng)調(diào)空管實(shí)踐的目的。然而,為了確保飛行安全和社會(huì)安全,并便于空中交通管理,應(yīng)根據(jù)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的管控要求和空域適用性進(jìn)行分類管理。從便于空中交通管理、飛行安全和社會(huì)安全角度考慮。

無(wú)人機(jī)分類應(yīng)著重以以下幾種方法為主:一是按飛行重量分類,二是按飛行航程分類,三是按使用空域分類,四是按留空時(shí)間分類,五是按飛行高度分類。四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世序號(hào)無(wú)人機(jī)類別飛行高度速度限制(海里/h)適用空域適用飛行規(guī)則空中交通服務(wù)是否需要放行許可機(jī)載設(shè)備要求1小型無(wú)人機(jī)0-100250隔離空域

否否

2中型無(wú)人機(jī)100-7000250隔離空域

否否

3大型無(wú)人機(jī)不限制不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓4超低空無(wú)人機(jī)0-100250隔離空域

否否

5中低空無(wú)人機(jī)100-7000250隔離空域

否否

6高空無(wú)人機(jī)7000-15000不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓7超高空無(wú)人機(jī)不限制不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓8短航時(shí)無(wú)人機(jī)0-15000不限制隔離空域

否否

9長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)不限制不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓10超近程無(wú)人機(jī)0-100250隔離空域

否否

11近程無(wú)人機(jī)100-7000250隔離空域

否否

12中程無(wú)人機(jī)7000-15000不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓13遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)不限制不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓14注冊(cè)航空器不限制不限制所有空域飛行基本規(guī)則提供是自動(dòng)感知避讓15非標(biāo)準(zhǔn)航空器100-7000250隔離空域

否否

16遙控模型機(jī)0-100250隔離空域

否否表1-1基于我國(guó)空管實(shí)踐的無(wú)人機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)(六)無(wú)人機(jī)分類方法3.基于我國(guó)空管實(shí)踐的無(wú)人機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世無(wú)人機(jī)是一種由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、機(jī)上無(wú)人駕駛、可重復(fù)使用的航空器的簡(jiǎn)稱,英文常用UnmannedAerialVehicle表示,縮寫為UAV。概念緒論五、無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)五、無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)世界無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì):一.是無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)一步擴(kuò)展。任務(wù)級(jí)別由戰(zhàn)術(shù)級(jí)擴(kuò)大到戰(zhàn)役、戰(zhàn)略級(jí);任務(wù)性質(zhì)由支援性保障任務(wù)擴(kuò)展到攻擊性作戰(zhàn)任務(wù)。二.是無(wú)人機(jī)向小型化、智能化、隱身方向發(fā)展。三.是無(wú)人機(jī)的任務(wù)設(shè)備向全天候、高分辯率、遠(yuǎn)距離、寬收容、實(shí)時(shí)化、小型化方向發(fā)展。四.是無(wú)人機(jī)的測(cè)控、傳輸系統(tǒng)向遠(yuǎn)距離、安全保密、通用化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。五.是無(wú)人機(jī)向高生存率、低造價(jià)、低損耗方向發(fā)展。緒論六、無(wú)人機(jī)飛行管理無(wú)人機(jī)與其他航空器類似,屬于航空器范疇,但由于其獨(dú)特的飛行操作和任務(wù)執(zhí)行模式,無(wú)人機(jī)飛行管理具有特殊要求。為確保無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)順利實(shí)施,減少對(duì)有人駕駛航空器和地面人員財(cái)產(chǎn)安全的影響,需要采取針對(duì)性措施進(jìn)行科學(xué)管理。無(wú)人機(jī)飛行管理分為靜態(tài)管理和動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)建立規(guī)范飛行行為的法規(guī)章程,督促、檢查并控制飛行行為,確保飛行任務(wù)順利進(jìn)行。無(wú)人機(jī)的靜態(tài)管理是為其飛行創(chuàng)建順暢、有序、高效、安全的運(yùn)行機(jī)制。包括劃設(shè)空域、調(diào)整空域沖突、申請(qǐng)批復(fù)飛行空域使用、制定法規(guī)章程、監(jiān)督無(wú)人機(jī)飛行遵紀(jì)守法、頒發(fā)工作執(zhí)照、考核檢查、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、制定整改措施,確保無(wú)人機(jī)飛行組織始終規(guī)范有序、安全可控。靜態(tài)管理:在飛行過(guò)程中利用航空法規(guī)實(shí)時(shí)規(guī)范并控制飛行行為,減少?zèng)_突,確保飛行任務(wù)順利進(jìn)行。無(wú)人機(jī)的動(dòng)態(tài)控制是基于現(xiàn)行航空法規(guī),在飛行實(shí)施中通過(guò)協(xié)調(diào)和動(dòng)態(tài)調(diào)整,為無(wú)人機(jī)創(chuàng)造和維持良好的空中飛行環(huán)境,確保飛行順暢、有序、高效、安全。具體內(nèi)容包括審批飛行計(jì)劃申請(qǐng)、根據(jù)空域動(dòng)態(tài)和飛行特點(diǎn)調(diào)配飛行、監(jiān)督飛行計(jì)劃執(zhí)行、指揮飛行活動(dòng)、提供資料和情報(bào)、處理突發(fā)情況、引導(dǎo)無(wú)人機(jī)在規(guī)范范圍內(nèi)執(zhí)行任務(wù)。動(dòng)態(tài)控制:緒論六、無(wú)人機(jī)飛行管理謝謝大家西華大學(xué)航空航天學(xué)院陳金良第二章無(wú)人機(jī)飛行的空管需求無(wú)人機(jī)飛行的空管需求(一)無(wú)人機(jī)的飛行方法重點(diǎn)1.無(wú)人機(jī)放飛2.無(wú)人機(jī)飛行控制3.無(wú)人機(jī)回收無(wú)人機(jī)飛行的空管需求一、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)設(shè)置一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)1.無(wú)人機(jī)放飛特點(diǎn)

對(duì)于無(wú)人機(jī)的發(fā)射,通常要求發(fā)射設(shè)備具備簡(jiǎn)單、發(fā)射距離短、可靠性高等特點(diǎn)。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)

無(wú)人機(jī)放飛方式一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)地面滑行起飛

大展弦比機(jī)翼的無(wú)人機(jī),特別是長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī),通常用起落架滑跑起飛方式。(1)有些無(wú)人機(jī)采用可棄式起落架,在無(wú)人機(jī)滑跑起飛后起落架便被扔下,回收無(wú)人機(jī)時(shí)采用別的方式。

(2)大多數(shù)無(wú)人機(jī),尤其是中、小型無(wú)人機(jī),采用非收縮型起落架,航程較遠(yuǎn)和飛行時(shí)間較長(zhǎng)的大型無(wú)人機(jī)用收縮型起落架。

(3)起飛滑跑跑道短,對(duì)跑道的要求也不如有人飛機(jī)那樣苛求。例如,美國(guó)的“禿鷹”、巴西的BQJVI-II31Z采用可棄式起落架。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)

無(wú)人機(jī)安裝在三輪或四輪發(fā)射車上,機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)的推力作用使無(wú)人機(jī)與發(fā)射車組合體沿普通跑道滑跑。當(dāng)加速到無(wú)人機(jī)起飛速度時(shí)釋放無(wú)人機(jī)。組合體的滑跑方向由地面站發(fā)指令控制。滑跑路線有直線滑跑和沿圓周線滑跑兩種。車載彈射母機(jī)投放

無(wú)人機(jī)由有人飛機(jī)(固定翼妞機(jī)或旋翼式直升機(jī))攜帶到空中,當(dāng)飛到某飛行高度和速度時(shí),空中發(fā)射無(wú)人機(jī)。固定翼母機(jī)攜帶無(wú)人機(jī),一般采用翼下懸掛或機(jī)腹半隱蔽式攜帶方式,直升機(jī)一般由機(jī)身兩側(cè)攜帶無(wú)人機(jī)。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)

這種發(fā)射方式最簡(jiǎn)單,由一人或兩人把握,靠無(wú)人機(jī)自身動(dòng)力起飛。手發(fā)射一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)2.無(wú)人機(jī)飛行控制無(wú)人機(jī)與有人機(jī)駕駛飛機(jī)相比有人機(jī)強(qiáng)調(diào)人的作用,飛行控制系統(tǒng)的作用是保證駕駛員方便、靈活、有效地操縱飛機(jī)?,F(xiàn)代無(wú)人機(jī)整個(gè)飛行過(guò)程都要靠飛行控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行有效管理與控制,其執(zhí)行控制系統(tǒng)都參與無(wú)人機(jī)的控制,因此其作用范疇遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有人機(jī)控制系統(tǒng)。不考慮人的生理限制,可以放寬由人生理限制而產(chǎn)生的對(duì)飛行狀態(tài)的控制要求??煽啃约?jí)別一般低于有人機(jī),余度配置低,大多采用非余度配置方案。美國(guó)“全球鷹”無(wú)人機(jī)被稱為功能和性能最完善的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)也僅采用雙余度配置。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)無(wú)人機(jī)有人機(jī)駕駛飛機(jī)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)指令遙測(cè)遙控技術(shù)是地面控制站發(fā)射指令來(lái)控制無(wú)人機(jī),是最基本的控制方式。遙控控制可隨時(shí)掌握無(wú)人機(jī)狀態(tài)和任務(wù)情況,并能干預(yù)任務(wù)進(jìn)程,是遙控控制的最大特點(diǎn)。遙控控制主要應(yīng)用于小型無(wú)人機(jī)多次遙控飛行了解動(dòng)態(tài)特性,并在自主飛行能力降級(jí)時(shí)提供安全保障。遙控指令

一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)應(yīng)用該技術(shù)需要建設(shè)遙測(cè)遙控地面站,培訓(xùn)專業(yè)操作員,成本相對(duì)較高。在一些大型無(wú)人機(jī)上,通過(guò)系統(tǒng)的余度配置、控制規(guī)律、策略和軟件設(shè)計(jì)提高其安全性,逐漸淡化遙控控制的作用。自主控制是目前先進(jìn)無(wú)人機(jī)采用的主要控制方式,通過(guò)預(yù)先輸入任務(wù)飛行航跡實(shí)現(xiàn)自主控制。自主控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中自主進(jìn)行滑跑、糾偏、離地判斷、爬升、巡航、返航和著陸等操作。在自主控制方式下,無(wú)人機(jī)不依賴外部信息支援,無(wú)需建設(shè)專門的地面控制站和安裝接收地面指令的接收機(jī),適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境能力強(qiáng)。自主控制

一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)自主控制通常基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航,隨著航程增大航跡誤差也增大,且一旦放飛就不能對(duì)其進(jìn)行干預(yù)。目前自主控制水平普遍不高,缺乏對(duì)于不確定事件的感知、判斷與處理能力,因此采用單一預(yù)編程序控制技術(shù)的無(wú)人機(jī)通常用于前線縱深戰(zhàn)場(chǎng)偵察或一次性使用的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)人工干預(yù)自動(dòng)控制

人工干預(yù)自動(dòng)控制介于遙控控制和自主控制之間,無(wú)人機(jī)的飛行主要還是通過(guò)飛行控制系統(tǒng)自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn),但是控制模態(tài)的轉(zhuǎn)換需要人工干預(yù)實(shí)現(xiàn),或者可以人工調(diào)整控制目標(biāo)。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)(二)無(wú)人機(jī)飛行的特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)1.無(wú)人機(jī)自身安全性2.飛行環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)安全的影響(1)地形對(duì)無(wú)人機(jī)飛行安全的影響

(2)天氣對(duì)無(wú)人機(jī)的影響

(3)電磁干擾的影響3.無(wú)人機(jī)的空管保障特點(diǎn)(1)無(wú)人機(jī)的空域飛行(2)無(wú)人機(jī)的飛行監(jiān)控(3)無(wú)人機(jī)的空管指令執(zhí)行特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)無(wú)人機(jī)自身安全性1.無(wú)人機(jī)技術(shù)復(fù)雜程度高過(guò)有人駕駛飛機(jī),容易出現(xiàn)可靠性問(wèn)題,機(jī)載系統(tǒng)復(fù)雜導(dǎo)致故障時(shí)不能排除和做出瞬間調(diào)整,飛機(jī)與操縱人員之間的交互作用、協(xié)調(diào)和變化的程序要比有人駕駛飛機(jī)復(fù)雜得多。2.無(wú)人機(jī)自身的安全性受設(shè)計(jì)、制造、機(jī)載設(shè)備性能以及對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力等因素制約,且無(wú)人機(jī)的制造成本直接相關(guān),無(wú)人機(jī)與有人機(jī)相比從制造自身產(chǎn)品質(zhì)量以及應(yīng)用中的維護(hù)都低于有人機(jī)。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)3.提高無(wú)人機(jī)的可靠性依然是今后一段時(shí)間內(nèi)無(wú)人機(jī)研發(fā)中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一,無(wú)人機(jī)飛行災(zāi)難性事故率比有人軍用飛機(jī)高出1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。無(wú)人機(jī)信息處理系統(tǒng)不夠完善,尚未實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)化,無(wú)人機(jī)之間還不具備協(xié)同搜集、處理、傳遞信息的能力。無(wú)人機(jī)可靠性問(wèn)題對(duì)于無(wú)人機(jī)飛越其它國(guó)家領(lǐng)空和具有著陸權(quán)也至關(guān)重要。無(wú)人機(jī)自身安全性一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)無(wú)人機(jī)自身安全性4.大多數(shù)無(wú)人機(jī)采用指令和自動(dòng)程序等多種控制功能,技術(shù)比較先進(jìn),但需預(yù)先將起點(diǎn)、轉(zhuǎn)彎點(diǎn)、航路和目標(biāo)編好程序,存入機(jī)載計(jì)算機(jī)中。對(duì)航路及目標(biāo)區(qū)的航行情報(bào)掌握及其地理環(huán)境的影響,對(duì)編制程序要求比較高。同時(shí),歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,有40%以上的無(wú)人機(jī)損失是由于軟件方面的原因引起的。此外,現(xiàn)役無(wú)人機(jī)的信息處理系統(tǒng)不夠完善,尚未實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)化,無(wú)人機(jī)之間還不具備協(xié)同搜集、處理、傳遞信息的能力。

5.無(wú)人機(jī)的可靠性問(wèn)題會(huì)影響其在民用空域內(nèi)飛行以及飛越其他國(guó)家領(lǐng)空和具有著陸權(quán),提高無(wú)人機(jī)的可靠性是無(wú)人機(jī)研發(fā)中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。此外,現(xiàn)役無(wú)人機(jī)的信息處理系統(tǒng)不夠完善,無(wú)人機(jī)之間還不具備協(xié)同搜集、處理、傳遞信息的能力。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)飛行環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)安全的影響一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)3.無(wú)人機(jī)的空管保障特點(diǎn)對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)施航空管制需要考慮用途、間隔標(biāo)準(zhǔn)、管制能力、通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施性能等因素;目前我國(guó)管制部門僅參照有人機(jī)飛行程序、標(biāo)準(zhǔn),無(wú)法兼顧大小、成本各異的軍民用無(wú)人機(jī);無(wú)人機(jī)尚未達(dá)到與有人機(jī)同樣的安全水平,還無(wú)法像有人機(jī)那樣共享空域;在無(wú)人機(jī)的性能和操縱不能滿足基本空中交通管制的要求時(shí),通過(guò)增大間隔和避讓來(lái)保障無(wú)人機(jī)飛行。一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)無(wú)人機(jī)的飛行監(jiān)控大部分無(wú)人機(jī)的雷達(dá)散射截面積較小,給地面預(yù)警雷達(dá)探測(cè)帶來(lái)較大難度;目前國(guó)內(nèi)幾乎所有的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航、空管等設(shè)備配備及能力都不能滿足空管的要求;雷達(dá)圖一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)和無(wú)人機(jī)地面測(cè)控設(shè)備未與地面航管設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息交聯(lián)和互通,地面航管設(shè)備也缺乏無(wú)人機(jī)的原始信息,因此,地面航管設(shè)備不具備對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行管制的能力,更做不到與對(duì)有人機(jī)一樣實(shí)施飛行過(guò)程監(jiān)控或監(jiān)視;無(wú)人機(jī)飛行隨意性大,管制部門難以準(zhǔn)確掌握其飛行動(dòng)態(tài),容易出現(xiàn)“失控”現(xiàn)象。無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中,由無(wú)人機(jī)操控人員承擔(dān)規(guī)定的機(jī)長(zhǎng)權(quán)利和責(zé)任;無(wú)人機(jī)的操控員和ATC管制員應(yīng)當(dāng)熟悉其所指揮的每一個(gè)無(wú)人機(jī)的性能特征,而目前的管制員則在其培訓(xùn)過(guò)程中沒(méi)有相關(guān)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐;操控員接收ATC指令后,再去指令無(wú)人機(jī),無(wú)人機(jī)執(zhí)行則有一定響應(yīng)延遲。無(wú)人機(jī)的空管指令執(zhí)行一、無(wú)人機(jī)飛行方法、特點(diǎn)無(wú)人機(jī)飛行的空管需求二、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空域使用的需求二、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空域使用的需求

為了使無(wú)人機(jī)在國(guó)內(nèi)國(guó)際空域內(nèi)實(shí)現(xiàn)常規(guī)飛行,需要滿足三個(gè)基本要求:

1.必須滿足一定的適航性;2.必須由有資質(zhì)的飛行員/操作員操作;3.必須符合空中規(guī)則(包括軍用和民用),這三個(gè)要求至關(guān)重要并構(gòu)成了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。(一)無(wú)人機(jī)進(jìn)入空域的基本要求二、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空域使用的需求(二)無(wú)人機(jī)空域使用特點(diǎn)特點(diǎn)1.占用空域范圍大2.占用高度層多3.占用時(shí)間長(zhǎng)4.空域使用靈活性強(qiáng)5.任務(wù)特殊,空域保障要求高二、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空域使用的需求介紹全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的總價(jià)值、預(yù)計(jì)增長(zhǎng),以及各類無(wú)人機(jī)的銷量和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì);提出由于無(wú)人機(jī)本身的飛行特點(diǎn)和對(duì)飛行空域使用的特殊要求,使空管工作的難度加大,因此迫切需要對(duì)無(wú)人機(jī)的管控進(jìn)行研究并制定相應(yīng)規(guī)范;描述我國(guó)陸、海、空三軍和武裝警察部隊(duì)已經(jīng)裝備了無(wú)人機(jī),并且無(wú)人機(jī)的日常訓(xùn)練對(duì)空域的使用需求越來(lái)越高;強(qiáng)調(diào)我國(guó)民用領(lǐng)域無(wú)人機(jī)飛行活動(dòng)量逐年增加,對(duì)航空安全造成威脅,必須依法加強(qiáng)管控;指出一些無(wú)人機(jī)用戶不遵守飛行審批手續(xù),隨意亂飛,也對(duì)航空安全造成威脅。(一)無(wú)人機(jī)數(shù)量劇增,做好飛行管制保障工作無(wú)人機(jī)飛行的空管需求三、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空管保障的需求三、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空管保障的需求近年植保無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)圖(二)無(wú)人機(jī)與有人駕駛航空器的區(qū)別,要求管理也須區(qū)別對(duì)待特點(diǎn)航空器無(wú)人機(jī)飛行方式有人駕駛,通過(guò)各種控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)飛行自主飛行或遠(yuǎn)程操控,沒(méi)有乘員或只有極少數(shù)乘員航班監(jiān)管需要嚴(yán)格的航班計(jì)劃和監(jiān)管,需要滿足航空管制部門的各項(xiàng)規(guī)定隨時(shí)可能進(jìn)行起降和飛行,需要特殊管制手段,如"感知-避讓"技術(shù)安全性飛行過(guò)程中存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn),需要嚴(yán)格的維護(hù)和保養(yǎng)受到外界干擾或故障時(shí),安全風(fēng)險(xiǎn)較大,需要高可靠性的設(shè)計(jì)和備用系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域用于運(yùn)輸、軍事、民航、通信等多個(gè)領(lǐng)域用于科學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、航拍、物流配送等多個(gè)領(lǐng)域成本建造、維護(hù)和操作成本高,需要專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)和操作建造、維護(hù)和操作成本相對(duì)較低,但需要專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)和操作外形尺寸較大,需要特殊的停機(jī)坪和機(jī)場(chǎng)設(shè)施支持小型無(wú)人機(jī)可以手持?jǐn)y帶,中大型無(wú)人機(jī)需要適當(dāng)?shù)钠鸾灯脚_(tái)和維修地點(diǎn)飛行性能可以飛行較長(zhǎng)時(shí)間,距離遠(yuǎn),速度快持續(xù)飛行時(shí)間較短,距離相對(duì)有限,速度一般較慢操控方式通過(guò)駕駛員或自動(dòng)駕駛儀進(jìn)行飛行通過(guò)遙控或自主程序進(jìn)行飛行空域使用在特定的空域內(nèi)飛行,需要獲得相關(guān)的許可和批準(zhǔn)在特定的空域內(nèi)或指定地點(diǎn),需要獲得相關(guān)的許可和批準(zhǔn)三、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空管保障的需求(三)我國(guó)無(wú)人機(jī)管理混亂,必須加速無(wú)人機(jī)管控的立法工作三、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空管保障的需求三、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空管保障的需求(六)無(wú)人機(jī)全空域的使用,需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的空域管理加強(qiáng)無(wú)人機(jī)飛行空域管理:劃定隔離空域已經(jīng)不能滿足日益增多的無(wú)人機(jī)數(shù)量和種類的需求。美國(guó)和歐洲已開(kāi)始研究將無(wú)人機(jī)整合到統(tǒng)一的空管系統(tǒng)中,以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與有人機(jī)在空域內(nèi)共存。需要制定更為嚴(yán)格的管制措施,例如確定型管制。為無(wú)人機(jī)提供完善的空中交通服務(wù):涉及三種可行的空管服務(wù)模式:集中式、合作分散式和不合作分散式運(yùn)行模式。合理利用空中交通管理提供的服務(wù),防止無(wú)人機(jī)與其他動(dòng)態(tài)或靜態(tài)障礙物相撞。嚴(yán)格把握無(wú)人機(jī)運(yùn)行人員的資質(zhì),包括無(wú)人機(jī)操控員、空中交通管制員和地面維護(hù)人員的身體檢查、培訓(xùn)和認(rèn)證等。三、無(wú)人機(jī)飛行對(duì)空管保障的需求無(wú)人機(jī)飛行的空管需求四、基于空管實(shí)踐的技術(shù)需求

現(xiàn)成可利用的技術(shù)有S模式應(yīng)答機(jī)、廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)、空中交通警戒和防撞系統(tǒng)(TCAS)以及EO/IR(光電/紅外)傳感器等。根據(jù)不同的性能要求可以選用不同技術(shù)組合使用。(一)感知避讓系統(tǒng)四、基于空管實(shí)踐的技術(shù)需求四、基于空管實(shí)踐的技術(shù)需求(二)通信系統(tǒng)關(guān)鍵通信鏈路無(wú)人機(jī)空中交通管制員操控員四、基于空管實(shí)踐的技術(shù)需求(三)飛行中止系統(tǒng)

由于無(wú)人機(jī)“人機(jī)分離”的特點(diǎn),其運(yùn)行高度依賴飛行控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)或者自主飛行系統(tǒng),然而就目前的技術(shù)狀況,這些系統(tǒng)是不完備的,一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障或受他人恐怖劫持,無(wú)人機(jī)可能與飛行員、管制員失去聯(lián)絡(luò)、失去控制,甚至出現(xiàn)飛出隔離區(qū)、碰撞、墜機(jī)的嚴(yán)重后果。因此中型以上無(wú)人機(jī)應(yīng)具有特殊情況下自動(dòng)處置的能力,如啟動(dòng)自動(dòng)返回、自毀程序等,在無(wú)人機(jī)適航中要求設(shè)計(jì)和裝備飛行中止系統(tǒng)。謝謝大家西華大學(xué)航空航天學(xué)院陳金良第三章無(wú)人機(jī)飛行管理運(yùn)行機(jī)制無(wú)人機(jī)飛行管理運(yùn)行機(jī)制

無(wú)人機(jī)的管控應(yīng)像有人駕駛航空器一樣,既接受航空單位的管理,也接受空管部門和地方相關(guān)部門的管理。

飛行管理,利用現(xiàn)行空管體制軍、民航空管部門和無(wú)人機(jī)權(quán)屬單位,根據(jù)現(xiàn)行航空法規(guī)組織實(shí)施。

地面管控,利用地方現(xiàn)行公安、工商、稅務(wù)等部門與無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)相關(guān)的職能機(jī)構(gòu),明確并賦予其相關(guān)管控職能,實(shí)施綜合管控,可在公安交警系統(tǒng)增加航空管理地面執(zhí)法部門。一、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)設(shè)置無(wú)人機(jī)飛行管理運(yùn)行機(jī)制無(wú)人機(jī)飛行管理運(yùn)行機(jī)制二、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)職能空管部門(軍、民航):軍用無(wú)人機(jī)作為國(guó)家航空器,軍航空管部門掌握軍民無(wú)人機(jī)飛行動(dòng)態(tài),并負(fù)責(zé)指揮監(jiān)控,及時(shí)通報(bào)與民航有關(guān)的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)。國(guó)家民用航空主管部門監(jiān)控民用無(wú)人機(jī)飛行,配合軍隊(duì)實(shí)施空中監(jiān)管和應(yīng)急處理。二、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)職能軍隊(duì):

負(fù)責(zé)組織空中監(jiān)管,依法實(shí)施無(wú)人機(jī)飛行管制工作,對(duì)空中不明情況進(jìn)行查證處置。

二、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)職能公安部門:

負(fù)責(zé)處理無(wú)人機(jī)違法飛行,協(xié)調(diào)重大活動(dòng)期間的無(wú)人機(jī)管控;配合有關(guān)部門管理無(wú)人機(jī)飛行,處理違規(guī)無(wú)人機(jī)落地后的秩序維護(hù)和處置工作,協(xié)助查處違法行為。同時(shí),負(fù)責(zé)組織重大活動(dòng)期間的無(wú)人機(jī)地面防范管控。海關(guān)部門:

負(fù)責(zé)辦理無(wú)人機(jī)(包括散裝組件)進(jìn)境海關(guān)手續(xù),按照進(jìn)境貨物、物品監(jiān)管要求,加強(qiáng)對(duì)進(jìn)境無(wú)人機(jī)(包括散裝組件)的監(jiān)管。工商部門:

負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)銷售無(wú)人機(jī)企業(yè)的登記管理,配合公安等部門對(duì)未經(jīng)批準(zhǔn)私自生產(chǎn)銷售的違法違規(guī)行為進(jìn)行查處,配合有關(guān)部門對(duì)無(wú)人機(jī)違法違規(guī)飛行進(jìn)行查處。二、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)職能安全監(jiān)管部門:負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)重大影響無(wú)人機(jī)安全的事項(xiàng)。支持配合多個(gè)部門,督促無(wú)人機(jī)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位做好安全管理和教育培訓(xùn)。參與無(wú)人機(jī)事故調(diào)查處理,并參與對(duì)違法違規(guī)無(wú)人機(jī)飛行的查處。民航部門:

負(fù)責(zé)管理進(jìn)口無(wú)人機(jī),監(jiān)管設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維修和飛行,對(duì)相關(guān)企業(yè)和個(gè)人進(jìn)行許可和登記管理。配合軍隊(duì)進(jìn)行空中監(jiān)管和緊急處理,對(duì)違法無(wú)人機(jī)行為進(jìn)行地面查處。二、無(wú)人機(jī)管控機(jī)構(gòu)職能

要實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)象有人駕駛航空器一樣在國(guó)家公共空域內(nèi)飛行,必須建立健全適用于無(wú)人機(jī)飛行的航空管制法規(guī)和程序。歐洲航行安全組織2007年12月的報(bào)告提出無(wú)人機(jī)的空中管制要滿足三個(gè)基本原則:

一是無(wú)人機(jī)的飛行活動(dòng)不能危及空域中其它飛行器的安全;

二是飛行管制的程序應(yīng)當(dāng)比照有人駕駛航空器的作法,且基本一致;

三是無(wú)人機(jī)提供的空中交通管制服務(wù)對(duì)管制員來(lái)說(shuō)應(yīng)當(dāng)是透明的(管制員無(wú)需與無(wú)人機(jī)飛行員(操控員)始終保持地面通信聯(lián)絡(luò))。無(wú)人機(jī)飛行管理運(yùn)行機(jī)制三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度

“黑飛”指的是無(wú)人機(jī)未經(jīng)登記批準(zhǔn)的飛行。按照現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)管理法規(guī),除了室內(nèi)飛行、無(wú)人機(jī)重量不超過(guò)7公斤且在視距內(nèi)飛行(飛行半徑小于500米、飛行高度小于120米)、在空曠地區(qū)且非人口稠密區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)等三種情況外,無(wú)人機(jī)駕駛員都必須有“駕照”;同時(shí)任何飛行器飛行都必須預(yù)先提出申請(qǐng)。

三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度無(wú)人機(jī)“黑飛”會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,安全隱患更是驚人:1、擾亂航空秩序。由于科技飛速發(fā)展,有的無(wú)人機(jī)的飛行高度相當(dāng)可觀,甚至?xí)簧鬟M(jìn)入“禁飛”區(qū)域,從而與鳥(niǎo)類、飛機(jī)等空中飛行物碰撞,引發(fā)嚴(yán)重安全事故,嚴(yán)重?cái)_亂空中交通管制,危害空中交通安全。

2、危害公共安全。很多無(wú)人機(jī)愛(ài)好者喜歡在公園、廣場(chǎng)等人員密集的公共場(chǎng)所試飛,一旦操作不嫻熟或出現(xiàn)失誤,容易誤傷他人和自己,嚴(yán)重威脅社會(huì)群眾的生命安全,存在較大的安全隱患。

3、滋生違法犯罪。目前,市面上出售的大部分無(wú)人機(jī)、遙控飛機(jī)都自帶航拍功能,還可運(yùn)輸物品,聲音小,難以察覺(jué),容易被不法分子利用,窺視他人隱私或運(yùn)送毒品等非法物品,成為滋生違法犯罪活動(dòng)的“溫床”。警方提示:對(duì)于未經(jīng)報(bào)備、審批的無(wú)人機(jī)及未取得無(wú)人機(jī)駕駛證的,不允許非法飛行。任何飛行活動(dòng)都必須以確保國(guó)家公共安全和個(gè)人安全為前提。同時(shí),警方將利用警用無(wú)人機(jī)進(jìn)行空中巡查,一旦發(fā)現(xiàn)“黑飛”情況,將依法予以處置。三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度

為了規(guī)范無(wú)人機(jī)的飛行活動(dòng),保證無(wú)人機(jī)飛行空域的航空安全與空防安全,應(yīng)建立適用于無(wú)人機(jī)飛行的航空管制法規(guī)。

可借鑒國(guó)外的成熟作法,參照有人機(jī)的航空法規(guī)和適航法規(guī),考慮無(wú)人機(jī)的飛行特點(diǎn),制定出與我國(guó)無(wú)人機(jī)發(fā)展相適應(yīng)的下列三類航空管制法規(guī):

(一)無(wú)人機(jī)組織與實(shí)施飛行的管控法規(guī)

(二)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)適航法規(guī)

(三)無(wú)人機(jī)運(yùn)行認(rèn)證法規(guī)三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度

《無(wú)人機(jī)飛行管理?xiàng)l例》提出無(wú)人機(jī)系統(tǒng)適航要求,確定無(wú)人機(jī)管理機(jī)構(gòu)與職能,規(guī)范無(wú)人機(jī)飛行的申請(qǐng)、批復(fù)、組織與實(shí)施,明確無(wú)人機(jī)違法飛行法律責(zé)任與處理辦法。

《無(wú)人機(jī)飛行安全間隔標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行特點(diǎn),研究確定無(wú)人機(jī)之間和無(wú)人機(jī)與有人機(jī)之間的的安全飛行間隔標(biāo)準(zhǔn),為空中避撞處理提供依據(jù)?!稛o(wú)人機(jī)飛行規(guī)則》確定無(wú)人機(jī)組織與實(shí)施飛行基本遵循,明確無(wú)人機(jī)飛行中相關(guān)情況的處理規(guī)則。

《戰(zhàn)時(shí)無(wú)人機(jī)飛行管理規(guī)定》主要應(yīng)明確空戰(zhàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)飛行管理機(jī)構(gòu)、職能和任務(wù);確定空戰(zhàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)飛行組織實(shí)施程序、方法和要求;提出戰(zhàn)時(shí)無(wú)人機(jī)組織實(shí)施飛行中相關(guān)單位的協(xié)調(diào)機(jī)制。無(wú)人機(jī)組織與實(shí)施飛行的管控法規(guī)三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度《無(wú)人機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》適用于各類無(wú)人機(jī)飛行的適航標(biāo)準(zhǔn),基于空管實(shí)踐的適航要求;《無(wú)人機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)》基于我國(guó)空管實(shí)踐的無(wú)人機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn);《無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度無(wú)人機(jī)系統(tǒng)適航法規(guī)

《無(wú)人機(jī)飛行相關(guān)人員度》對(duì)無(wú)人機(jī)飛行操控員、指揮員、設(shè)計(jì)人員的資質(zhì)認(rèn)證制資格進(jìn)行許可確認(rèn),明確規(guī)定沒(méi)有資格的人員不能參與無(wú)人機(jī)運(yùn)行。《無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠家資質(zhì)認(rèn)證制度》、《無(wú)人機(jī)研發(fā)生產(chǎn)型號(hào)認(rèn)證制度》。三、無(wú)人機(jī)管控法規(guī)制度無(wú)人機(jī)運(yùn)行認(rèn)證法規(guī)

無(wú)人機(jī)空中管制需確保地面管制機(jī)構(gòu)及時(shí)準(zhǔn)確獲取無(wú)人機(jī)位置信息。故無(wú)人機(jī)應(yīng)配備敵我識(shí)別、二次雷達(dá)應(yīng)答和防相撞等航空設(shè)備。無(wú)人機(jī)裝備航管應(yīng)答設(shè)備無(wú)人機(jī)飛行管理運(yùn)行機(jī)制四、無(wú)人機(jī)管控技術(shù)支持

采取多種方式,建立管制員與無(wú)人機(jī)控制人員之間的暢通的工作聯(lián)系,保證管制人員能及時(shí)、有效并順暢地管控?zé)o人機(jī)飛行。英國(guó)民航局公布的無(wú)人機(jī)空域使用指導(dǎo)中建議無(wú)人機(jī)報(bào)告自身信息時(shí)要在前面加上無(wú)人的標(biāo)志,以使管制人員清楚這是一架無(wú)人機(jī)。這一做法具有很好的借鑒意義。四、無(wú)人機(jī)管控技術(shù)支持建立管制員與無(wú)人機(jī)控制人員之間暢通的聯(lián)系通道

對(duì)于有人駕駛飛機(jī),機(jī)上裝有交通警告和避撞系統(tǒng)(TCAS)。無(wú)人機(jī)上沒(méi)有飛行員,大多數(shù)時(shí)候自主飛行,特殊情況下由地面控制人員進(jìn)行控制。因此,不能依靠TCAS系統(tǒng)來(lái)防止無(wú)人機(jī)的空中相撞。無(wú)人機(jī)需要的是自主的感知與規(guī)避能力。四、無(wú)人機(jī)管控技術(shù)支持發(fā)展無(wú)人機(jī)的“感知-避讓”能力無(wú)人機(jī)的感知-避讓是指無(wú)人機(jī)避免碰撞和繞過(guò)障礙物的能力。據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)稱,目前尚無(wú)成熟的技術(shù)能確保無(wú)人機(jī)在全國(guó)空域自由飛行,其中最重要的技術(shù)缺陷是“感知與規(guī)避”。感知-避讓系統(tǒng)利用光電/紅外照相機(jī)、雷達(dá)或激光雷達(dá)等傳感器,探測(cè)接近的飛行器和障礙物,并通過(guò)飛行控制系統(tǒng)強(qiáng)制無(wú)人機(jī)進(jìn)行合理的規(guī)避動(dòng)作,以確保避免空中碰撞事件的發(fā)生。四、無(wú)人機(jī)管控技術(shù)支持

在無(wú)人機(jī)感知-避讓系統(tǒng)中,傳感器起著舉足輕重的作用,它是整個(gè)感知-避讓系統(tǒng)的基礎(chǔ)。自動(dòng)檢測(cè)和識(shí)別是將障礙物視頻圖像序列中的感興趣部分檢測(cè)出來(lái),并識(shí)別出障礙物,完成相應(yīng)的決策,從而為規(guī)避障礙物進(jìn)行必要的準(zhǔn)備。自主規(guī)避控制技術(shù)涉及無(wú)人機(jī)的航路規(guī)劃、飛行決策等方面,是一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)融合與分析、智能信息處理、計(jì)算機(jī)和圖像處理、人工智能、最優(yōu)控制、運(yùn)籌學(xué)、博弈論等多學(xué)科綜合問(wèn)題。四、無(wú)人機(jī)管控技術(shù)支持無(wú)人機(jī)自主感知-避讓的關(guān)鍵技術(shù)包括:高分辨率高靈敏度的探測(cè)傳感器技術(shù)、快速的自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)、自主的規(guī)避控制技術(shù)等。

隨著無(wú)人機(jī)的不斷發(fā)展和各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的不斷完善,無(wú)人機(jī)的感知-避讓技術(shù)正在從理論和實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用。美國(guó)空軍表示,由其空軍研究機(jī)構(gòu)最新研制的“機(jī)載感知規(guī)避”(ABASSA)系統(tǒng)將首先裝備于RQ-4“全球鷹”無(wú)人機(jī),未來(lái)該系統(tǒng)將可擴(kuò)展到各種類型無(wú)人機(jī)。歐洲防務(wù)局(EDA)研究機(jī)構(gòu)聲稱,預(yù)計(jì)在2015年相關(guān)的中空碰撞規(guī)避系統(tǒng)(MIDICAS)將使長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)納入民用空中交通系統(tǒng)運(yùn)行。

今后,隨著集成電路、納米技術(shù)、微機(jī)電和傳感器制造水平的不斷進(jìn)步,納米機(jī)電系統(tǒng)和納米光電系統(tǒng)由于其體積微小,將有可能與探測(cè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合,提供更高效的障礙物探測(cè)技術(shù)。多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別技術(shù)也將會(huì)為無(wú)人機(jī)感知-避讓技術(shù)提供更好的特征提取、分類和識(shí)別方法,促進(jìn)無(wú)人機(jī)感知-避讓技術(shù)朝著更為成熟和實(shí)用的方向發(fā)展。四、無(wú)人機(jī)管控技術(shù)支持謝謝大家西華大學(xué)航空航天學(xué)院陳金良第四章無(wú)人機(jī)飛行靜態(tài)管理無(wú)人機(jī)飛行靜態(tài)管理

無(wú)人機(jī)同有人機(jī)一樣,是在大氣層中使用的飛行器,這表明無(wú)人機(jī)同有人機(jī)一樣,需要適航認(rèn)證和飛行許可取證。概念無(wú)人機(jī)飛行靜態(tài)管理一、無(wú)人機(jī)飛行許可無(wú)人機(jī)進(jìn)入非隔離空域的條件一.無(wú)人機(jī)飛行許可第一要盡量為無(wú)人機(jī)的空域飛行創(chuàng)造條件,使其有更多的飛行機(jī)會(huì)發(fā)揮其效益,促進(jìn)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第二要考慮的是無(wú)人機(jī)進(jìn)入空域飛行不能給空域的其他用戶帶來(lái)威脅和危害,也不允許無(wú)人機(jī)同有人機(jī)在同一空域混合飛行時(shí)降低該空域的運(yùn)行效率。一.無(wú)人機(jī)飛行許可無(wú)人機(jī)飛行申請(qǐng)人提交的申請(qǐng)資料(1)申請(qǐng)?jiān)囼?yàn)類許可證需要提交航空器注冊(cè)證書、適航證和飛行手冊(cè);相關(guān)的民航咨詢通告和管理程序。(2)在航圖上標(biāo)出運(yùn)行區(qū)域、高度。一.無(wú)人機(jī)飛行許可(3)運(yùn)行手冊(cè)/飛行手冊(cè):手冊(cè)中要求說(shuō)明運(yùn)行限制、間隔配置等空管需要的內(nèi)容、指標(biāo)。(4)檢查單:應(yīng)說(shuō)明正常、不正常和應(yīng)急程序。一.無(wú)人機(jī)飛行許可(5)機(jī)組培訓(xùn)計(jì)劃,并證明機(jī)組人員滿足培訓(xùn)計(jì)劃的要求。(6)提供機(jī)組人員合格證明。(7)飛行許可申請(qǐng)書:包括(但不限于)無(wú)人機(jī)航空器標(biāo)識(shí)、飛行目的、運(yùn)行空域、運(yùn)行時(shí)間,還需證明所運(yùn)行的空域容量滿足飛行要求,申請(qǐng)人必須提供在數(shù)據(jù)鏈、遙控、遙測(cè)故障時(shí)的詳細(xì)應(yīng)急程序,提供詳細(xì)安全檢查單。一.無(wú)人機(jī)飛行許可無(wú)人機(jī)飛行的許可審查(1)UAS運(yùn)營(yíng)人/注冊(cè)所有權(quán)人的姓名、地址。(2)對(duì)UAS的描述,無(wú)人機(jī)的注冊(cè)號(hào)、制造商、制造日期。(3)項(xiàng)目概述:概述飛行目的和范圍。如果有過(guò)去的飛行經(jīng)歷、經(jīng)驗(yàn)也可寫入。(4)明確飛行區(qū)域。包括如下內(nèi)容飛行區(qū)域;用經(jīng)緯度標(biāo)出飛行區(qū)域,例如,如果飛行區(qū)域是個(gè)矩形,就要說(shuō)明每個(gè)角的經(jīng)緯度,還要說(shuō)明邊長(zhǎng);空速、飛行小時(shí)、飛行次數(shù)、在各飛行區(qū)域的時(shí)間;使用的空域類型;是否滿足目視飛行規(guī)則;如果是試飛,是否包括任務(wù)載荷試驗(yàn);是否進(jìn)行特技機(jī)動(dòng)飛行;飛行條件,例如:目視飛行規(guī)則、目視氣象條件。一.無(wú)人機(jī)飛行許可(5)USA/航空器構(gòu)型、配置要求航空器的三視圖或有三維尺寸的航空照片。描述USA配置,包括控制站。說(shuō)明航空器/系統(tǒng)性能參數(shù),包括翼展、長(zhǎng)度、發(fā)動(dòng)機(jī)、最大起飛重量、油量、任務(wù)載荷體積、最大高度、航時(shí)、最大空速、控制/數(shù)據(jù)頻率、引導(dǎo)和導(dǎo)航控制。一.無(wú)人機(jī)飛行許可一.無(wú)人機(jī)飛行許可(6)維修和維修審查。(7)機(jī)組人員合格審定。(8)航空器注冊(cè)和標(biāo)識(shí)。(9)ATC應(yīng)答機(jī)和高度報(bào)告系統(tǒng)設(shè)備和使用:描述無(wú)人機(jī)高度報(bào)告系統(tǒng)。(10)感知-避讓方法說(shuō)明具體方法,例如:伴飛航空器的性能。ATC應(yīng)答機(jī)一.無(wú)人機(jī)飛行許可(11)安全風(fēng)險(xiǎn)管理提供本項(xiàng)目UAS運(yùn)行的危險(xiǎn)識(shí)別與分析。(12)系統(tǒng)配置,描述航空器系統(tǒng)配置和所有機(jī)載設(shè)備及地面設(shè)備。系統(tǒng)安全---飛行終止和鏈路丟失,說(shuō)明在無(wú)人機(jī)缺油時(shí)的情況;描述在丟失數(shù)據(jù)時(shí)的應(yīng)急程序;詳細(xì)說(shuō)明飛行終止系統(tǒng)。(13)指揮和控制,描述控制站、系統(tǒng)、UAS的指揮控制程序。概念

適航性:航空器能在預(yù)期的環(huán)境中安全飛行(包括起飛和著陸)的固有品質(zhì)。因此,“適航審定”工作的最根本的目的就是對(duì)航空器的安全性進(jìn)行評(píng)判和審查。無(wú)人機(jī)飛行靜態(tài)管理二、無(wú)人機(jī)適航性認(rèn)證UAS關(guān)于空管方面適航取證的內(nèi)容一般包括:1.與航空器性能和飛行特征安全有關(guān)的方面;2.航空器結(jié)構(gòu)(包括發(fā)射/回收載荷)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn);3.設(shè)計(jì)、生產(chǎn)航空電子系統(tǒng)和設(shè)備(包括軟件),并保證其功能達(dá)到期望的安全水平;4.飛行手冊(cè),包括應(yīng)急程序和限制;5.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)控制和通信鏈的安全評(píng)估;6.控制站所有部分的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。該設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的不合格或出現(xiàn)故障都會(huì)危及無(wú)人機(jī)控制的安全;7.與安全控制無(wú)人機(jī)有關(guān)的UAS控制站人員要求;8.飛行終止系統(tǒng)(FTS)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn);9.有效載荷的集成。二、無(wú)人機(jī)適航性認(rèn)證無(wú)人機(jī)全空域飛行適航要求二、無(wú)人機(jī)適航性認(rèn)證遵制法這種方法是應(yīng)用已有的法規(guī),根據(jù)長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)航空器。如果符合現(xiàn)有法規(guī)的要求,就可以獲得相應(yīng)的適航證書。為全面涵蓋航空器設(shè)計(jì)中適航有關(guān)的所有方面,有時(shí)會(huì)補(bǔ)充一些專用條件。一般而言,應(yīng)盡量避免規(guī)范上的假設(shè)。安全目標(biāo)法這種方法是要制定航空器在其指定的飛行任務(wù)、運(yùn)行環(huán)境下的總體“安全目標(biāo)/安全指標(biāo)"。該方法是一種“自頂向下”的方法。它把注意力集中在影響實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)的安全關(guān)鍵問(wèn)題上,允許通過(guò)設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求的結(jié)合來(lái)對(duì)付潛在的危險(xiǎn)。三、無(wú)人機(jī)飛行空域劃設(shè)無(wú)人機(jī)飛行靜態(tài)管理三、無(wú)人機(jī)飛行空域劃設(shè)

·提供最大限度的靈活性、機(jī)動(dòng)性和最大安全間隔,為在此空域內(nèi)運(yùn)行的無(wú)人機(jī)實(shí)施主動(dòng)管制?!けM量把握“主導(dǎo)高空、控制中空、放開(kāi)低空”的原則,逐步開(kāi)放低空、低速、低成本無(wú)人機(jī)空域飛行。·使得無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以像有人機(jī)一樣常規(guī)使用國(guó)家空域,進(jìn)行操作、訓(xùn)練和執(zhí)行任務(wù)。(一)無(wú)人機(jī)空域劃設(shè)目的三、無(wú)人機(jī)飛行空域劃設(shè)·空域劃設(shè)

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